西北灌区地下水矿化度变化及其对作物的影响

地下水矿化度的时空变化是影响地下水资源质量和作物生长的重要因素,尤其是对主要依靠抽取地下水用于灌溉的农业地区。该文以石羊河流域为例搜集了武威、昌宁、民勤共21个灌区1981－2003年间观测站点的地下水矿化度数据,选用反距离加权法（IDW）进行空间插值处理。并结合自然因素和人类活动的影响,分析其时空变化趋势,结果显示：流域内年平均矿化度（TDS）整体呈增加趋势,且从上游向下游逐渐增高,矿化度的年际波动也从上游向下游逐渐增大。该文还分析了矿化度变化对当地主要作物的安全生长影响,研究了当地两种典型作物春小麦和棉花的适合种植范围,得出：适合两种作物的种植面积略有缩小趋势。该研究表明在一些需要采用地下水进行灌溉的西北干旱灌区,应加强对地下水矿化度的监测与控制。     

Land Use and Soil Organic Carbon in China’s Village Landscapes

Village landscapes, which integrate small-scale agriculture with housing, forestry, and a host of other land use practices, cover more than 2 million square kilometers across China. Village lands tend to be managed at very fine spatial scales (≤ 30 m), with managers both adapting their practices to existing variation in soils and terrain (e.g., fertile plains vs. infertile slopes) and also altering soil fertility and even terrain by terracing, irrigation, fertilizing, and other land use practices. Relationships between fine-scale land management patterns and soil organic carbon (SOC) in the top 30 cm of village soils were studied by sampling soils within fine-scale landscape features using a regionally weighted landscape sampling design across five environmentally distinct sites in China. SOC stocks across China’s village regions (5 Pg C in the top 30 cm of 2 × 10 6 km 2 ) represent roughly 4% of the total SOC stocks in global croplands. Although macroclimate varied from temperate to tropical in this study, SOC density did not vary significantly with climate, though it was negatively correlated with regional mean elevation. The highest SOC densities within landscapes were found in agricultural lands, especially paddy, the lowest SOC densities were found in nonproductive lands, and forest lands tended toward moderate SOC densities. Due to the high SOC densities of agricultural lands and their predominance in village landscapes, most village SOC was found in agricultural land, except in the tropical hilly region, where forestry accounted for about 45% of the SOC stocks. A surprisingly large portion of village SOC was associated with built structures and with the disturbed lands surrounding these structures, ranging from 18% in the North China Plain to about 9% in the tropical hilly region. These results confirmed that local land use practices, combined with local and regional variation in terrain, were associated with most of the SOC variation within and across China’s village landscapes and may be an important cause of regional variation in SOC.     

高养分富集植物凤眼莲的农田利用研究

研究不同凤眼莲施用量条件下土壤养分变化以及小麦生长情况的结果表明:当凤眼莲施用量低于8.1kg·m-2,小麦出苗数不受影响;但当凤眼莲施用量超过8.1kg·m-2时,小麦出苗率显著降低。凤眼莲施用量为13.5kg·m-2时,尽管小麦出苗率显著降低,但由于具有较多的分蘖数和较高的每穗粒数,小麦最终产量与常规单施化肥处理间无显著差异。不同凤眼莲施用处理的土壤速效氮苗期差异显著,但分蘖期后处理间无显著差异;而速效磷和速效钾总体表现为随凤眼莲施用量增加而升高。此外,凤眼莲施用还可促进小麦茎秆对N、P、K的吸收和籽粒粗蛋白含量的增加。由此可见,凤眼莲是一种经济有效的农田有机肥料,其施用量以10.8～13.5kg·m-2为宜,施用后土壤N、P、K、有机质含量较高,且对产量影响不大,当季还可节约施用化学N141.75kg·hm-2、P36～45kg·hm-2,K可免施。     

陆生植物对全球环境变化的适应

全球环境变化对陆地生态系统产生了深刻影响,而陆生植物对环境变化具有一定的适应机制。在生理过程中,信号物质能够对植物的生理过程进行调节,植物会主动积累或合成小分子物质以减轻逆境的伤害。在个体水平上,植物通过调节同化物在不同器官中的分配来适应环境条件的变化;植物对水氮资源的权衡利用可以使其适应不同的资源环境条件;由于对非结构碳水化合物的奢侈利用,植物生长不会受碳供应的限制。植物生理生态过程中的适应机制会影响陆地生态系统的碳收支。只有在综合分析的基础上建立整合植物适应机理的数学模型,才能准确预测环境变化对陆地生态系统的影响。     

施肥对中日水稻品系土壤养分及食味品质的影响

采用田间试验方法,研究不同施肥方法对5种水稻品系土壤养分与稻米食味品质的影响。结果表明:日本优质水稻栽培的施肥方法(日本施肥)比常规施肥产量低,5个品系以ZR13产量最低,ZR63最高。与日本施肥相比,常规施肥显著提高了5个水稻品系土壤NH4+-N含量,降低了土壤速效磷含量;从食味品质指标的变化看,日本施肥比常规施肥蛋白质和淀粉含量低,具有较高的食味值。从不同品系看,ZR63的产量和蛋白质、直链淀粉含量均最高,但食味值最低。日本施肥下,ZR13的食味值比ZR63高17.2%;常规施肥下,ZR51的食味值比ZR63高56.1%。综合产量和食味品质,ZR32、ZR51是比较理想的品系,ZR6、ZR13食味值高,但产量低,ZR63产量高,食味品质差。     

三江平原地区不同有机物料腐解规律的研究

利用网袋法模拟田间还田方式, 研究不同还田方式下玉米、大豆秸秆的腐解特征。结果表明: 经过150 d的分解, 玉米和大豆秸秆残留率在33.7%~61.1%之间, 秸秆还田分解趋势为: 土埋处理>露天处理, 土埋玉米秸秆>土埋大豆秸秆, 露天条件下大豆和玉米秸秆分解速率一致。从细胞结构上看, 玉米秸秆随着还田时间的延长, 基本组织和维管束遭到破坏, 细胞壁变薄, 细胞内物质消失, 细胞排列疏松; 大豆秸秆组织结构变化不明显。露天和土埋处理各有机物料有机碳分解率分别为39.9%~48.9%、49.6%~65.8%, 土埋玉米和大豆秸秆腐解速度明显高于露天处理。两个处理氮、钾分解率无太大差异, 分别为51.1%~67.7%、74.6%~91.7%, 而磷素变化比较明显, 露天和土埋处理玉米秸秆的磷释放率平均比大豆秸秆高49.4%、56.7%。作为还田物料玉米秸秆要好于大豆秸秆。     

不同栽培密度对棉花植株养分特征及产量的影响

田间小区试验研究了不同栽培密度对棉花植株养分特征及产量的影响。结果表明:密度为18.0×104株/hm2(A3处理)皮棉产量最高,为3247.4 kg/hm2;吐絮期铃中氮、磷、钾含量以18.0×104株/hm2(A3)、22.5×104株/hm2(A4)处理积累量较高,与产量一致;不同密度处理单株氮、磷、钾含量随密度的增大而减小;群体变化趋势则不同,虽然最高值仍都出现在8月15日,但在盛铃~吐絮期却以A3处理各元素的含量最高。说明后期养分积累对产量的形成具有重要的作用,尤其是植株群体和生殖器官的养分积累量。     

江苏省土地资源禀赋度空间变化研究

本文从土地数量、质量、结构和效益等方面构建了土地资源禀赋度评价指标体系,并采用多边形综合指标法对江苏全省各市县土地资源禀赋现状及空间变化进行了研究。结果表明:①江苏省土地资源禀赋度差异显著,呈现由南向北先递减后递增的规律,总体上苏南好于苏北好于苏中;②1996—2006十年间各市县土地资源禀赋度总体有所下降;③今后应根据区域特点,采取针对措施,提高区域土地资源禀赋度。     

不同植烟模式对烤烟产质量、土壤养分和酶活性的影响

在贵州烟区具有代表性的第四纪黄壤上,进行了连续6年的田间定位试验,研究了烤烟连作,烤烟-玉米轮作和玉米-烤烟-烤烟轮作三种种烟模式对烤烟的产量和品质,土壤养分以及酶活性的影响。结果表明,烤烟连作降低烤烟的产量、质量和土壤pH,提高有效磷和速效钾含量,抑制脲酶和蔗糖酶活性,增加过氧化氢酶活性。相反,烤烟-玉米轮作和玉米-烤烟-烤烟轮作有益于提高烤烟的产量和质量,是值得推广的种烟模式。     

不同利用年限红壤水稻土有机碳和养分含量的粒级分布变化

通过田间采样结合沉降法分级提取,研究了不同利用年限红壤水稻土有机碳和养分含量的粒级分布变化特征。结果表明,红壤水稻土有机碳和养分含量随土壤颗粒粒径的增大而下降,但在各粒级中的分布比例存在显著差异。<0.002mm、0.002～0.02mm、0.02～0.05mm、>0.05mm粒级的有机碳占全土有机碳的比例分别是29.2%、30.7%、11.9%、15.4%,氮的相应数值为36.7%、31.9%、10.2%、14.0%,磷为49.2%、26.5%、11.1%、12.4%,钾为36.9%、33.4%、12.9%、20.0%。总体来说,黏粒和粉粒中有机碳和养分的分布比例较高。红壤水稻土有机碳和养分含量及分布比例还随利用年限而有明显变化。开垦利用不到10a的水田土壤,有机碳和养分含量较低且主要集中在<0.002mm粒级中;而利用超过10a的水稻土,有机碳和养分在粉粒中(0.002～0.05mm)的比例大于50%。各利用年限的红壤水稻土多以0.02～0.05mm粒级的C/N为最高,并随利用年限延长而下降。红壤水稻土各粒级有机碳和养分含量及分布状况随利用年限的变化反映了土壤肥力熟化和养分有效性的提高过程。